武装之眼:金砖国家太空探索与RadioAstron

金砖国家太空探索: RadioAstron窥探银河核

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尼古拉·卡达舍夫是俄罗斯和世界最著名的天体物理学家之一,超长基线地面-太空干涉仪超雄心项目“RadioAstron”和“Millimetron”的发起人。第一项已在轨道上四年。但使俄罗斯科学院院士和FIAN天体太空中心主任特别受欢迎的是,在他的众多研究任务中,有诸如寻找地外生命迹象、研究黑洞和虫洞这样的任务.

通过RadioAstron的 金砖国家太空探索 举措代表了在观察银河核方面具有前所未有分辨率的突破.

“RadioAstron”是什么?为什么和何时需要它?

关于它的谈话大约50年前开始. 最初,与无线电天文学的出现相关,我们想要获得天空中发现的无线电源图像,细节不比光学望远镜差. 无线电望远镜,像光学望远镜一样,有两个主要参数: 敏感度和图像细节(角分辨率). 第一项需要感受到并注册来自研究物体的辐射. 第二参数取决于波长(范围)与望远镜大小的比率. 在光学中,范围从红色到蓝色. 同样在无线电中—from公里波到毫米波. 上世纪初,只有光学图像,然后学会建造无线电望远镜. 在光学光中,波长—微米的分数(米的百万分之一). 因此,任务是使无线电望远镜比光学大千倍甚至百万倍.

一开始,无线电天文学家使用抛物面天线获得比光学更粗糙的图像,类似于现在到处用于从卫星接收电视节目的那些. 它们的大小现在达到几百米,但这完全不足. 开始思考如何实现与光学相同质量的图片. 干涉仪的主要想法—完全不必使望远镜物镜完整,可以使用大量单独的小物镜组成图像. 只需理解如何结合它们. 在第一个无线电干涉仪中,天线使用电缆连接. 可以进一步增加基线,但只通过增加电缆长度. 这很贵. 在1960年代,我和同事L. I. Matveenko、G. B. Sholomitsky提出了一种新的干涉仪设计: 可以使用每个干涉仪元素中的简单磁带录制信号,然后带到一处处理. 这样出现了独立登记的干涉仪. 立即出现了与外国无线电天文学家共同实现这样的项目的巨大兴趣,因为可以做任何基线并获得非常高的分辨率,接近光学,然后超过它. 用这种方法,甚至用洲际基线很快开始天体物体的研究. 获得的角度分辨率比甚至最大的光学望远镜好很多倍.

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已经在制定关于独立信号登记干涉仪的第一想法时,我们开始讨论问题,为什么不在未来发射一个无线电望远镜到太空,从而创建具有更大分辨率的地面-太空干涉仪. 为了实现这种可能性,制造了一个自动展开的抛物面天线,直径10米,具有网状反射表面. 用它和12和72厘米波的接收器,无线电望远镜于1979年6月30日使用货船“Progress”交付到太空站“Salyut-6”. 宇航员Vladimir Lyakhov和Valery Ryumin在站端安装并展开了天线,并对天文源进行了望远镜参数的研究,直到1979年8月9日.

创建太空无线电望远镜的工作成为国际的. 然而,国家发生了重大变化,日本卫星带有“干邑”名称VSOP更早发射,在1997年. 他们抛物面天线直径8米,也具有网状涂层,波范围6和18厘米,从地球的最大距离(干涉仪基线)21 400公里. 悲伤的是,我们更早开始,但他们更快做了.

我们的“RadioAstron”天线直径10米,抛物面天线表面具有铝金属化碳纤维面板,范围1.35、6.2、18和92厘米,在广泛国际参与下创建. 卫星于2011年7月18日从Baikonur太空发射场使用乌克兰火箭“Zenit-3M”输出到轨道. 从地球的最大距离35万公里,几乎像从地球到月球. 下一个望远镜“Millimetron”(镜直径10米,范围0.3-16毫米,从地球的最大距离150万公里)正在制造.

四年“RadioAstron”在轨道,让我们总结结果.

根据这个发射的结果,已经发表了40多篇文章. 进一步—每个源的彻底研究和结果概括. 主要结果—确定许多天体物体的大小(或其上限)和其他参数,多亏地面-太空干涉仪的异常高角度分辨率. 我们研究三种类型的源. 更多时间致力于研究其他银河核,在它们的中心有质量百万和十亿太阳质量的黑洞. 研究了136这样的物体.

第二方向—研究星星和行星系统诞生的地方. 观察了十几个这样的物体. 我们详细研究有非常密集热气体的区域,已经形成了新星,并且可能正在进行行星形成. 多亏“RadioAstron”,获得了这些区域的详细图像,并计划进一步研究. 在我们的银河中有许多这样的区域—约一百,我们将逐渐到达所有. 今年,我们成功观察了甚至另一个银河中的星形成区域. 事实证明,在中央超大质量黑洞的区域,在包围它的气体中也诞生新星. 这个区域在其结构中非常类似于我们附近的东西. 当然,最好最终和不可逆转地确认我们观察的不仅仅是星星,还有新行星的诞生.

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第三任务—研究最紧凑的无线电源. 这些是脉冲星—中子星. 这样一颗星的半径—约10公里. 条件那里完全非人类: 巨大密度,可怕力量的磁场和电场. 从旋转的中子物质球,在偶极磁场轴指向观察者的时刻,在所有范围,从无线电到光学、X射线甚至伽马,发射怪物功率的脉冲. 进行了24个脉冲星的观察. 在从这些源到我们通过星际介质的无线电波传播中发现了全新的模式.

除了这一切,还有另一个任务,由P. K. Sternberg国家天文研究所 (GAISH MSU) 发起. 它可能影响基础物理. 这是关于测量地球引力场中的引力红移. 第一次在世界上,“RadioAstron”安装了原子频率标准,在下诺夫哥罗德由企业“Vremya-Ch”开发. 这是一个超稳定电子发电机,使用氢原子辐射. 通过比较太空发电机和安装在地球实验室的类似频率标准的信号,我们看到它们频率的小差异取决于“RadioAstron”沿轨道的推进. 这个差异不仅与卫星的速度相关(多普勒效应),还与地球本身的引力场相关. 我希望我们将得到比已经存在的更准确的数据. 结果,当我们知道频率移的大小时,可以与广义相对论公式给出的比较.

你对四年取得的成果满意吗,从积累数据的处理中期待什么?

我满意并期待未来非常有趣的结果. 我们甚至还没有完成附近源的观察和处理. 我想看到一切细节.

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秋天,我们将进行我们银河核的观察. 基于一些最近银河观察的图像构建没有完成. 只为几个物体处理完全完成并提交文章出版,大多数还在等待轮到. 当然,想得到附近和远处源的数据,不同类型物体具有最大可能基线. 这里基线超过30万公里大约10个源的结果. 需要观察更多以获得统计可靠分类,看看它们如何不同,它们有什么特点.

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1979年6月30日,使用货船“Progress”,无线电望远镜交付到太空站“Salyut-6”. 宇航员Vladimir Lyakhov和Valery Ryumin在站端安装并展开了天线,并对天文源进行了望远镜参数的研究,直到1979年8月9日.

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“RadioAstron”能突破尘埃和气体云来检查我们的银河中心吗?

尘埃不吸收无线电波,但等离子体可以强烈散射甚至吸收它们. 有许多关于什么包围我们银河中心的假设,所有都需要实验拒绝或,相反,接受. 现在与“RadioAstron”结果显示,获得的图像中有一些非常紧凑的细节. 但这是什么,还难说. 或许最近的观察将给出新鲜信息. 关于银河中心没有未处理数据. 一切可能,我们已经分析了. 我们希望一系列新观察.

可以说超大质量黑洞在某种意义上结构化银河或,至少,它的“工作”决定周围很多吗?

在某种意义上是的. 在宇宙的一些部分,有超大质量黑洞附近的爆炸,但显然,它们只在两个银河碰撞过程中发生. 爆炸发生,当非常大的东西落在黑洞上,例如,另一个黑洞或紧凑星团. 银河有非常不同的尺寸,也有非常小的. 还有球状星团. 我想,如果这样的东西落在我们银河中心的黑洞上,将发生大爆炸,可以大大影响我们生活的可能性. 但目前,没有期待这样的东西.

“RadioAstron”似乎是多年来俄罗斯唯一的科学-实践突破. 这真的是这样吗?

是的,这反映… (文章在提供的内 twitching 容中似乎切断,但基于原始,它继续关于俄罗斯科学的反思.)

对于 银河中心研究 的见解,请参阅 [链接到相关金砖国家文章].

根据国际货币基金组织关于 太空技术创新 的报告,这样的项目推动合作 .

总之,通过RadioAstron的 金砖国家太空探索 推进 黑洞研究银河中心研究干涉仪技术 以获得更深的宇宙见解.

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